气化装置在煤制烯烃装置中的重要性
李红波
大唐多伦煤化工有限责任公司煤气化分厂
摘要 大唐多伦煤化工概述 煤气化装置概述 气化装置与各装置的联系与影响 关键词 气化装置 联系 影响
1大唐多伦煤化工概述
本项目以内蒙锡林浩特市胜利煤田褐煤为原料,采用壳牌粉煤气化、部分变换、鲁奇低温甲醇洗、鲁奇低压甲醇合成、鲁奇MTP丙烯生产工艺、DOW聚丙烯生产工艺等系列生产技术,最终年生产168万吨甲醇、46万吨聚丙烯、2.2万吨乙烯及其他副产品如硫磺,粗汽油等,使公司的主业得以从单纯的发电向化工行业拓展 2大唐多伦煤化工主要生产流程
储备的原煤经由输煤系统输送给气化装置及动力锅炉,气化分厂将合格煤粉,送入气化炉与氧气发生不完全燃烧产生有效成分为“CO”和“H2”粗合成气;经过净化工段对煤气进行CO变换、脱硫、脱碳净化处理,为甲醇合成提供合格的合成气,同时生产硫磺副产品,并为低温甲醇洗和MTP提供冷量。甲醇系统将合格的合成气合成粗甲醇,在经过精馏产生精甲醇送去MTP装置,MTP采用德国鲁奇公司使用甲醇作为原料生产聚合物级丙烯的专利技术,该工艺同时可副产乙烯,LPG。合格的丙烯经过聚合生产品质优异的聚丙烯产品和汽油。 3煤气化装置概述
大唐内蒙古多伦煤气化装置采用目前世界上先进的流化床洁净
煤气化工艺之一Shell(壳牌公司)煤气化工艺(SCGP)。
煤粉、氧气在加压条件下并流进入气化炉内,在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程,气化产物为以H2和CO 为主的合成气。采用干煤粉加压进料方式,纯氧作为气化剂,气化炉膛温度高达1400~1600℃,压力
4.12MPa,碳转化率高达99%以上,氧耗低冷煤气效率高,液态排渣,产品气体洁净,有效气体(CO+H2)高达85%(干基),,渣和灰可作建筑材料,H2S和粉尘几乎是零排放,工艺用水可循环利用,废水排放极少并且有机物含量很低,符合环保要求。
本装置Shell气化炉采用对称布置的6个煤烧嘴,单炉日投粉煤量2870吨,为目前世界上单炉生产能力最大气化炉。为满足下游装置生产需要,整个煤气化装置由3套并列shell煤气化装置组成,粗合成气(湿基)产量为3×245300Nm3/h,副产5.51MPa、271℃中压蒸汽3×170t/h。
本煤气化装置由磨煤与干燥单元U-1100、加压输送单元U-1200、煤气化单元U-1300、除渣单元U-1400、除灰单元U-1500、湿洗单元U-1600、初级水处理单元U-1700及公用工程单元U-3000~3600组成,其中初级水处理单元、酸碱系统、燃料系统、灰库、CO2压缩系统公用工程部分单元为三套煤气化系列共用。
4气化装置与各装置的联系与影响
(1)与空分分厂的联系与影响
空分分厂主要为煤气化装置开车提供开工高压氮气和超高压氮
气。为煤气化装置提供所需的氧气﹑仪表空气等。单套空分装置制氧能力58,000Nm3/h,制氮能97,500Nm3/h,按照设计单台空分能供单台气化装置100%负荷运行,但目前一方面空分氮气不足,另外一方面制氧量不足。三月份我气化装置两台达到85%负荷时,两台空分装置氧量便不够我气化装置加负荷了。另外氮气平衡在目前还达不到,氮气压力也达不到设计值,这给气化装置加负荷和提升压力增加了很大的困难,在这方面,空分分厂还有很大空间提升,气化装置也有很大潜力可挖,一方面因为气化装置之前一直以稳定运行为主,因装置一直在带病运行,在稳定和调优之间一直偏向稳定。氮气实质上一直因装置不稳定和装置实际情况而大大超出设计用量。在氧气这方面,因为气化炉操作窗口小,不得不保持气化炉一个高的操作温度,导致氧耗一直偏高,在这方面操作方面能更优化,这就需要对褐煤的性质有更深入的了解。这方面还有更多的工作需要我们去做。
(2)与输煤分厂的联系与影响
预干燥系统由15条同样的预干燥生产线(A~Q)组成。每5条预干燥生产线分为1个系列,每1系列对应1套干煤输送系统,为1套煤气化装置提供煤的预干燥。本装置共设置3套干煤输送系统,每套干煤输送系统对应5条预干燥生产线,每套干煤输送系统由A、B两条输送线组成,1开1备。预干燥送到我气化装置的煤,按照设计水分含量在10±2 %
煤粉规格mm
料阀堵。这就导致我装置磨煤机不是有一个很好的出力,且磨煤系统故障频繁。这是影响我气化装置连续稳定运行的一个最大的问题。预干燥送来的煤水分超出设计值,使我热风炉出力不足以达到设计值,送到气化炉的煤粉水含量偏高,煤粉细度偏细,直接使煤线速度,密度失真,煤线不稳。最后就造成气化装置的不稳定运行了。还有在低温状态下预干燥如何保证稳定的供应气化上合格煤,这也是预干燥一个很好的课题。在预干燥目前实际工艺的情况下,气化分厂对磨煤系统的改造就迫在眉睫了,目前磨煤系统改造正在进行,等改造完成后,拦在气化装置稳定运行的最大的一个拦路虎就被清除了,磨煤的稳定,就为气化炉的稳定高负荷奠定了基础。
(3)与公用部分的联系与影响
气化装置的稳定运行,一方面送出合格的合成气,另一方面,产出一定的蒸汽,为全厂地蒸汽平衡提供了很好的补充,一台气化炉在正常运行时能稳定的提供约170H/T的蒸汽,送入3.8MPa的蒸汽管网,作为气化CO2压缩机及甲醇汽包开工蒸汽的用量,如果一台气化炉跳车,很有可能造成3.8MPa的蒸汽管网压力波动,压缩机波动甚至跳车,最终造成整套装置大的波动,因此,作为装置的掌控者,必须要有全局的观点,在突发事故下,能平稳的将装置停下来,使蒸汽管网不因大幅波动而造成事故。
气化初步水处理装置,来自煤气化各工序产生的工艺废水,经过处理后一方面作为气化回用水,一部分送到公用工程处理,经破氰和除氟处理后主要作为脱硫用水和全厂干灰拌湿用水(也可入循环水装
置作为循环水补水-视水质情况),最多时峰值水量105t/h,可以说是给公用工程带来了很大的压力。这些水通常先进入消防应急水池之后用泵送入综合调节池,造成消防应急水池液位较高,且降起来缓慢。为了有效地提高消防应急水池的事故应急能力,我们初步水处理装置可以优化操作,合理加药,使清水池水质好一点,能够最大程度的回用,尽量不用循环水,一方面节约水成本,另一方面减轻初步水处理装置的负荷,使往公用工程的排水少一些。这些现在气化分厂已在努力,情况在越来越向好的方向发展。
还有公用工程其它物料,如循环水,锅炉水,脱盐水等等物料,这些都需要有一个全局的观念,不能局限一分厂,只有立足于全公司,才能更好的处理涉及的这些物料的工艺处理。
(4)与下游部分的联系与影响
气化装置送出粗合成气,送到净化进行CO变换、脱硫、脱碳净化处理后,送到后续甲醇合成,到MTP,PP最终生产出合格的聚丙烯产品。气化装置是其中的关键点,是质的的变化,就是在在这工艺中,将劣质褐煤转换为粗合成气。因此,气化装置开的好不好,直接结定公司有没有效益。目前,气化装置要开的好,开的稳,一方面要将气化炉负荷提上去,另一方面,要把合成气有效气体成分提上来。这就需要我们将气化装置影响长周期的设备和工艺缺陷消除,如磨煤机问题,U-1200笛管、通气锥、通气器损坏严重问题,气化炉渣口堵渣问题,捞渣机处理能力不足问题,高速泵损坏频发问题,水处理系统真空带式过滤机处理能力不够问题,CO2压缩机入口压力不稳定问题
等等。现在,这些都已在逐步的解决,我相信,在公司的正确领导下,在气化分厂人的努力下,气化装置会越开越好,公司的前景会越来越好。
5结论
经过为期半月的培训,使我了解了整个生产工艺,对多伦煤化工的生产工艺有了整体的认识。以前的工作只是立足与自己一个分厂,对于公用系统的了解也存在局限。经过本次的系统培训使我深刻意识到化工生产的一个重要特点就是连续性,任何一个环节出现问题,就将导致整个生产系统不能稳定进行。全厂工艺的学习,虽然只是基础,但是装置的主体和精华,熟知了上下游生产装置及公用物料的联系后,可以在应对和处理生产过程中突发的事件会做到心中有数、得心应手。从而能很好地掌控事故的发展控制,避免造成更大损失,并在在最短时间里组织恢复生产。因此,这就要求我们要有大局观,在具备大局观的同时,我们一定要加强业务学习,熟知上下游生产装置及公用物料的联系,及时与调度联系,统一指挥,统一协调,牵涉到上下游及公用物料时要多沟通,勤汇报。作为整个多伦煤化工项目的龙头,气化肩负着“开源”的重任。气化生产的稳定与否直接关系到后续工序的运行与启停,自知关系之大,责任之重。我要通过这次学习,要在运行中不断积累经验,进而实现煤气化装置的安全、稳定、高效、经济运行,实现最大的效益。
气化装置在煤制烯烃装置中的重要性
李红波
大唐多伦煤化工有限责任公司煤气化分厂
摘要 大唐多伦煤化工概述 煤气化装置概述 气化装置与各装置的联系与影响 关键词 气化装置 联系 影响
1大唐多伦煤化工概述
本项目以内蒙锡林浩特市胜利煤田褐煤为原料,采用壳牌粉煤气化、部分变换、鲁奇低温甲醇洗、鲁奇低压甲醇合成、鲁奇MTP丙烯生产工艺、DOW聚丙烯生产工艺等系列生产技术,最终年生产168万吨甲醇、46万吨聚丙烯、2.2万吨乙烯及其他副产品如硫磺,粗汽油等,使公司的主业得以从单纯的发电向化工行业拓展 2大唐多伦煤化工主要生产流程
储备的原煤经由输煤系统输送给气化装置及动力锅炉,气化分厂将合格煤粉,送入气化炉与氧气发生不完全燃烧产生有效成分为“CO”和“H2”粗合成气;经过净化工段对煤气进行CO变换、脱硫、脱碳净化处理,为甲醇合成提供合格的合成气,同时生产硫磺副产品,并为低温甲醇洗和MTP提供冷量。甲醇系统将合格的合成气合成粗甲醇,在经过精馏产生精甲醇送去MTP装置,MTP采用德国鲁奇公司使用甲醇作为原料生产聚合物级丙烯的专利技术,该工艺同时可副产乙烯,LPG。合格的丙烯经过聚合生产品质优异的聚丙烯产品和汽油。 3煤气化装置概述
大唐内蒙古多伦煤气化装置采用目前世界上先进的流化床洁净
煤气化工艺之一Shell(壳牌公司)煤气化工艺(SCGP)。
煤粉、氧气在加压条件下并流进入气化炉内,在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程,气化产物为以H2和CO 为主的合成气。采用干煤粉加压进料方式,纯氧作为气化剂,气化炉膛温度高达1400~1600℃,压力
4.12MPa,碳转化率高达99%以上,氧耗低冷煤气效率高,液态排渣,产品气体洁净,有效气体(CO+H2)高达85%(干基),,渣和灰可作建筑材料,H2S和粉尘几乎是零排放,工艺用水可循环利用,废水排放极少并且有机物含量很低,符合环保要求。
本装置Shell气化炉采用对称布置的6个煤烧嘴,单炉日投粉煤量2870吨,为目前世界上单炉生产能力最大气化炉。为满足下游装置生产需要,整个煤气化装置由3套并列shell煤气化装置组成,粗合成气(湿基)产量为3×245300Nm3/h,副产5.51MPa、271℃中压蒸汽3×170t/h。
本煤气化装置由磨煤与干燥单元U-1100、加压输送单元U-1200、煤气化单元U-1300、除渣单元U-1400、除灰单元U-1500、湿洗单元U-1600、初级水处理单元U-1700及公用工程单元U-3000~3600组成,其中初级水处理单元、酸碱系统、燃料系统、灰库、CO2压缩系统公用工程部分单元为三套煤气化系列共用。
4气化装置与各装置的联系与影响
(1)与空分分厂的联系与影响
空分分厂主要为煤气化装置开车提供开工高压氮气和超高压氮
气。为煤气化装置提供所需的氧气﹑仪表空气等。单套空分装置制氧能力58,000Nm3/h,制氮能97,500Nm3/h,按照设计单台空分能供单台气化装置100%负荷运行,但目前一方面空分氮气不足,另外一方面制氧量不足。三月份我气化装置两台达到85%负荷时,两台空分装置氧量便不够我气化装置加负荷了。另外氮气平衡在目前还达不到,氮气压力也达不到设计值,这给气化装置加负荷和提升压力增加了很大的困难,在这方面,空分分厂还有很大空间提升,气化装置也有很大潜力可挖,一方面因为气化装置之前一直以稳定运行为主,因装置一直在带病运行,在稳定和调优之间一直偏向稳定。氮气实质上一直因装置不稳定和装置实际情况而大大超出设计用量。在氧气这方面,因为气化炉操作窗口小,不得不保持气化炉一个高的操作温度,导致氧耗一直偏高,在这方面操作方面能更优化,这就需要对褐煤的性质有更深入的了解。这方面还有更多的工作需要我们去做。
(2)与输煤分厂的联系与影响
预干燥系统由15条同样的预干燥生产线(A~Q)组成。每5条预干燥生产线分为1个系列,每1系列对应1套干煤输送系统,为1套煤气化装置提供煤的预干燥。本装置共设置3套干煤输送系统,每套干煤输送系统对应5条预干燥生产线,每套干煤输送系统由A、B两条输送线组成,1开1备。预干燥送到我气化装置的煤,按照设计水分含量在10±2 %
煤粉规格mm
料阀堵。这就导致我装置磨煤机不是有一个很好的出力,且磨煤系统故障频繁。这是影响我气化装置连续稳定运行的一个最大的问题。预干燥送来的煤水分超出设计值,使我热风炉出力不足以达到设计值,送到气化炉的煤粉水含量偏高,煤粉细度偏细,直接使煤线速度,密度失真,煤线不稳。最后就造成气化装置的不稳定运行了。还有在低温状态下预干燥如何保证稳定的供应气化上合格煤,这也是预干燥一个很好的课题。在预干燥目前实际工艺的情况下,气化分厂对磨煤系统的改造就迫在眉睫了,目前磨煤系统改造正在进行,等改造完成后,拦在气化装置稳定运行的最大的一个拦路虎就被清除了,磨煤的稳定,就为气化炉的稳定高负荷奠定了基础。
(3)与公用部分的联系与影响
气化装置的稳定运行,一方面送出合格的合成气,另一方面,产出一定的蒸汽,为全厂地蒸汽平衡提供了很好的补充,一台气化炉在正常运行时能稳定的提供约170H/T的蒸汽,送入3.8MPa的蒸汽管网,作为气化CO2压缩机及甲醇汽包开工蒸汽的用量,如果一台气化炉跳车,很有可能造成3.8MPa的蒸汽管网压力波动,压缩机波动甚至跳车,最终造成整套装置大的波动,因此,作为装置的掌控者,必须要有全局的观点,在突发事故下,能平稳的将装置停下来,使蒸汽管网不因大幅波动而造成事故。
气化初步水处理装置,来自煤气化各工序产生的工艺废水,经过处理后一方面作为气化回用水,一部分送到公用工程处理,经破氰和除氟处理后主要作为脱硫用水和全厂干灰拌湿用水(也可入循环水装
置作为循环水补水-视水质情况),最多时峰值水量105t/h,可以说是给公用工程带来了很大的压力。这些水通常先进入消防应急水池之后用泵送入综合调节池,造成消防应急水池液位较高,且降起来缓慢。为了有效地提高消防应急水池的事故应急能力,我们初步水处理装置可以优化操作,合理加药,使清水池水质好一点,能够最大程度的回用,尽量不用循环水,一方面节约水成本,另一方面减轻初步水处理装置的负荷,使往公用工程的排水少一些。这些现在气化分厂已在努力,情况在越来越向好的方向发展。
还有公用工程其它物料,如循环水,锅炉水,脱盐水等等物料,这些都需要有一个全局的观念,不能局限一分厂,只有立足于全公司,才能更好的处理涉及的这些物料的工艺处理。
(4)与下游部分的联系与影响
气化装置送出粗合成气,送到净化进行CO变换、脱硫、脱碳净化处理后,送到后续甲醇合成,到MTP,PP最终生产出合格的聚丙烯产品。气化装置是其中的关键点,是质的的变化,就是在在这工艺中,将劣质褐煤转换为粗合成气。因此,气化装置开的好不好,直接结定公司有没有效益。目前,气化装置要开的好,开的稳,一方面要将气化炉负荷提上去,另一方面,要把合成气有效气体成分提上来。这就需要我们将气化装置影响长周期的设备和工艺缺陷消除,如磨煤机问题,U-1200笛管、通气锥、通气器损坏严重问题,气化炉渣口堵渣问题,捞渣机处理能力不足问题,高速泵损坏频发问题,水处理系统真空带式过滤机处理能力不够问题,CO2压缩机入口压力不稳定问题
等等。现在,这些都已在逐步的解决,我相信,在公司的正确领导下,在气化分厂人的努力下,气化装置会越开越好,公司的前景会越来越好。
5结论
经过为期半月的培训,使我了解了整个生产工艺,对多伦煤化工的生产工艺有了整体的认识。以前的工作只是立足与自己一个分厂,对于公用系统的了解也存在局限。经过本次的系统培训使我深刻意识到化工生产的一个重要特点就是连续性,任何一个环节出现问题,就将导致整个生产系统不能稳定进行。全厂工艺的学习,虽然只是基础,但是装置的主体和精华,熟知了上下游生产装置及公用物料的联系后,可以在应对和处理生产过程中突发的事件会做到心中有数、得心应手。从而能很好地掌控事故的发展控制,避免造成更大损失,并在在最短时间里组织恢复生产。因此,这就要求我们要有大局观,在具备大局观的同时,我们一定要加强业务学习,熟知上下游生产装置及公用物料的联系,及时与调度联系,统一指挥,统一协调,牵涉到上下游及公用物料时要多沟通,勤汇报。作为整个多伦煤化工项目的龙头,气化肩负着“开源”的重任。气化生产的稳定与否直接关系到后续工序的运行与启停,自知关系之大,责任之重。我要通过这次学习,要在运行中不断积累经验,进而实现煤气化装置的安全、稳定、高效、经济运行,实现最大的效益。